(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、利得切替時において出力に発生するノイズが抑制される前置増幅装置を提供することにある。【解決手段】  前置増幅装置は、反転増幅回路と第１帰還回路と第２帰還回路とバースト区間判定部と利得切替信号生成部とを具備し、利得が制御される。反転増幅回路は、バースト信号が入力される。第１帰還回路は、反転増幅回路の入力ノードと出力ノードとの間に配置される。バースト区間判定部は、反転増幅回路の出力に基づいてバースト信号の継続期間を判定し、バースト信号のオフ時期を示す第１信号を出力する。利得切替信号生成部は、反転増幅回路の出力に基づいてバースト信号の振幅を判定し、振幅が所定の閾値を超えたことを示す第２信号を出力する。第２帰還回路は、第１帰還回路と並列に配置され、位相補償用コンデンサと、第１信号と第２信号とに基づいて開閉が制御されるスイッチとを備える。スイッチの開閉によって前置増幅装置の利得が制御される。【選択図】  図１
2006101223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バースト信号が入力される反転増幅回路と、
前記反転増幅回路の入力ノードと出力ノードとの間に配置される第１帰還回路と、
前記第１帰還回路と並列に配置される第２帰還回路と、
前記反転増幅回路の出力に基づいて前記バースト信号の継続期間を判定し、前記バースト信号のオフ時期を示す第１信号を出力するバースト区間判定部と、
前記反転増幅回路の出力に基づいて前記バースト信号の振幅を判定し、前記振幅が所定の閾値を超えたことを示す第２信号を出力する利得切替信号生成部と
を具備し、
前記第２帰還回路は、
位相補償用コンデンサと、
前記第１信号と前記第２信号とに基づいて開閉が制御されるスイッチと
を備え、
前記スイッチの開閉によって利得が制御される前置増幅装置。
【請求項２】
前記第１信号は、前記利得切替信号生成部に入力され、
前記利得切替信号生成部によって保持される利得切替状態がリセットされる
請求項１に記載の前置増幅装置。
【請求項３】
前記第１信号は、前記バースト信号間の無信号期間のうちの所定の期間だけアクティブになって前記スイッチを閉成し、
前記第２信号は、前記反転増幅回路から出力される信号の振幅が所定の閾値を越えたときアクティブになって前記スイッチを閉成し、前記第１信号がアクティブになるまで継続する
請求項１または請求項２に記載の前置増幅装置。
【請求項４】
バースト信号が入力される反転増幅回路と、
前記反転増幅回路の入力ノードと出力ノードとの間に配置される第１帰還回路と、
前記第１帰還回路と並列に配置される第２帰還回路と、
を具備し、
前記第２帰還回路は、
前記バースト信号が終了した後の所定の期間、及び、前記バースト信号が所定の閾値を超えた時の前記バースト信号が継続する期間だけ、前記第２帰還回路を前記入力ノードと前記出力ノードとの間に接続するスイッチを備える
前置増幅装置。
【請求項５】
前記第１帰還回路は、
少なくとも帰還量を設定する第１抵抗を備え、
前記第２帰還回路は、
帰還量を設定する前記第１抵抗より抵抗値の小さい第２抵抗と、
位相補償用コンデンサとを備え、
前記スイッチのオン抵抗値は、前記第２抵抗の抵抗値より小さい
請求項４に記載の前置増幅装置。
【請求項６】
バースト信号が入力される反転増幅回路と、
前記反転増幅回路の入力ノードと出力ノードとの間に配置される第１帰還回路と、
前記第１帰還回路と並列に配置される第２帰還回路と、
を具備し、
前記第２帰還回路は、利得切替信号により制御されて前記第２帰還回路を前記入力ノードと前記出力ノードとの間に接続するスイッチを備え、
前記利得切替信号は、
前記バースト信号が所定の閾値を超えた時と、前記バースト信号が入力していない時にアクティブになって前記スイッチを閉成する
前置増幅装置。
【請求項７】
前記利得切替信号は、
前記バースト信号が所定の閾値を超えたときは、前記所定の閾値を超えた前記バースト信号が終了するまでアクティブが継続し、
前記バースト信号が入力されていないときは、所定の期間だけアクティブになる
請求項６に記載の前置増幅装置。
【請求項８】
バースト信号が入力される反転増幅回路と、
前記反転増幅回路の入力ノードと出力ノードとの間に配置される第１帰還回路と、
前記第１帰還回路と並列に配置され、位相補償用コンデンサを備える第２帰還回路と
を具備する前置増幅装置の利得制御方法であって、
前記反転増幅回路の出力に基づいて前記バースト信号の継続期間を判定し、前記バースト信号のオフ時期を示す第１信号を出力するバースト区間判定ステップと、
前記反転増幅回路の出力に基づいて前記バースト信号の振幅を判定し、前記振幅が所定の閾値を超えたことを示す第２信号を出力する利得切替信号生成ステップと、
前記第１信号と前記第２信号とに基づいて、前記第２帰還回路を接続・切断して利得を制御する利得切替ステップと
を備える前置増幅装置の利得制御方法。
【請求項９】
前記利得切替信号生成ステップは、前記第１信号を入力し、利得切替状態をリセットする
請求項８に記載の前置増幅装置の利得制御方法。
【請求項１０】
前記利得切替ステップは、
前記バースト信号間の無信号期間のうちの所定の期間だけアクティブになる前記第１信号と、
前記反転増幅回路から出力される信号の振幅が所定の閾値を越えたときアクティブになり、前記第１信号がアクティブになるまで継続する前記第２信号と
の少なくとも一方がアクティブのとき、前記第２帰還回路を接続して利得を下げる
請求項８または請求項９に記載の前置増幅装置の利得制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は前置増幅装置およびその利得制御方法に関し、特にトランスインピーダンス型の前置増幅装置およびその利得制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力信号のレベルに応じて利得を切り替えるトランスインピーダンス型増幅回路を有する利得切替型前置増幅装置は、従来、図２に示されるような構成になっていた。利得切替型前置増幅装置は、反転増幅回路１と帰還抵抗２と位相補償用コンデンサ３と帰還抵抗４と位相補償用コンデンサ５とスイッチ６とを具備する。さらに、利得切替信号生成部２０と、バースト区間判定部１２とが接続される。
【０００３】
前置増幅装置の入力信号ＩＮは、反転増幅回路１に入力され、この接続点をノード５１とする。反転増幅回路１の出力は、ノード５４に接続され、前置増幅装置の出力信号ＯＵＴとなる。ノード５１とノード５４との間に形成される帰還回路は、抵抗２とコンデンサ３とを含む第１帰還回路と、抵抗４とコンデンサ５とを含む第２帰還回路とからなる。このうち、第２帰還回路の抵抗４とコンデンサ５は、スイッチ６を介して接続され、スイッチ６が開放されると抵抗４とコンデンサ５は、帰還回路から電気的に排除される。
【０００４】
ノード５４には、バースト区間判定部１２と利得切替信号生成部２０とが接続される。バースト区間判定部１２の出力は、利得切替信号生成部２０に入力される。利得切替信号生成部２０の出力である利得切替信号Ｓは、スイッチ６に入力され、スイッチ６のオン／オフを制御する。
【０００５】
反転増幅回路１は、抵抗２とコンデンサ３とを備える第１帰還回路と、抵抗４とコンデンサ５とを備える第２帰還回路を有する。第２帰還回路がスイッチ６により接続／切断されることにより前置増幅装置の利得が制御される。スイッチ６のオン／オフは、利得切替信号生成部２０が生成する利得切替信号Ｓにより制御される。コンデンサ３、コンデンサ５は、位相補正用コンデンサである。
【０００６】
利得切替信号生成部２０は、基準電圧源２１とコンパレータ２２とフリップフロップ２３とを備える。基準電圧源２１は、入力信号ＩＮが過大入力であるかを判定する閾値を与える。コンパレータ２２は、反転増幅回路１の出力信号ＯＵＴと基準電圧源２１から供給される閾値電圧とを比較する。比較した結果、過大入力であると判定されると、フリップフロップ２３をセットする。フリップフロップ２３がセットされると、利得切替信号Ｓはアクティブになり、スイッチ６を閉成させる。スイッチ６が閉成すると、第２帰還回路である抵抗４とコンデンサ５が帰還ループに接続され、利得が下げられる。
【０００７】
バースト区間判定部１２は、出力信号ＯＵＴを監視し、バースト信号区間を検出する。バースト信号区間が検出されると、バースト信号の終了を以って利得を元に戻すために、バースト区間判定部１２はリセット信号Ｒを利得切替信号生成部２０に出力する。リセット信号Ｒによりフリップフロップ２３はリセットされる。フリップフロップ２３がリセットされると、利得切替信号Ｓはスイッチ６を開放して、反転増幅回路１の帰還回路は第１帰還回路のみとなり、利得が上がる。
【０００８】
このように、入力されるバースト信号ＩＮの入力レベルに応じて利得の切替が行われ、反転増幅回路１は飽和することなく動作することができる。ここで、入力されるバースト信号ＩＮが低レベルのまま長時間持続した場合を図４を参照して説明する。図４（ａ）は、入力されるバースト信号ＩＮ、図４（ｂ）は、第２帰還回路の位相補償用コンデンサ５のスイッチ６側のノード５２の状態、図４（ｃ）は、バースト区間判定部１２の出力であるリセット信号Ｒ、図４（ｄ）は、利得切替信号Ｓ、図４（ｅ）は、出力信号ＯＵＴを示す。
【０００９】
入力されるバースト信号ＩＮの入力レベルが小から大へ変化し、利得切替信号がアクティブになる時、位相補償用コンデンサ５は帰還回路に組み込まれ、位相補償用コンデンサ５への充電が生じる。ところが、入力されるバースト信号ＩＮが、長時間にわたり低レベルであると、スイッチ６は開放されたままとなる。したがって、図４（ｂ）に示されるように、リークによって位相補償用コンデンサ５の放電が進む。この状態で図４（ａ）に示されるように、閾値を越える高いレベルのバースト信号ＩＮが入力されると、利得切替信号生成部２０は、利得切替信号Ｓをアクティブにする（図４（ｄ））。利得切替信号Ｓがアクティブになると、スイッチ６は閉成され、放電が進んだ位相補償用コンデンサ５が、帰還ループに接続される。このとき位相補償用コンデンサ５は、図４（ｂ）に示されるように、充電される。したがって、第２帰還回路のインピーダンスは、過渡的に低下する。即ち、一時的に回路利得が上昇するため、前置増幅装置の出力信号ＯＵＴに大きなノイズがのることになる（図４（ｅ））。即ち、利得切替時に前置増幅装置の出力に大きなノイズが発生し、後段の回路に対して影響が起きてしまう問題があった。
【００１０】
特開２００３−８３６２号公報によれば、前置増幅回路に関する技術が開示されている。この前置増幅回路は、回路利得低下時に用いる位相補償用のコンデンサを有する。この前置増幅回路は、予め定めたしきい値より低いレベルのデータ信号が入力された場合には入力されている利得切替信号をローレベルに固定し、しきい値より高いレベルのデータ信号が入力された場合には利得切替信号をハイレベルにする。この技術では、前置増幅回路は、コンデンサを常時充電する回路素子あるいはコンデンサが放電し始めるとこのコンデンサの充電を開始する回路素子を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前置増幅回路は、反転増幅回路、バッファ回路、帰還用の第１および第２の抵抗、コンデンサ、第１のスイッチ素子、第２のスイッチ素子、第３の抵抗を備える。反転増幅回路は、入力されるプリアンプ入力信号を増幅する。バッファ回路は、反転増幅回路の出力をバッファリングする。帰還用の第１および第２の抵抗は、反転増幅回路の利得を切り替える。コンデンサは、反転増幅回路の位相補償を行う。第１のスイッチ素子は、利得切替信号を入力して利得および位相補償切り替えのためのスイッチとして動作し、第２の抵抗を介して反転増幅回路の入力側とバッファ回路の出力側との間に設けられる。第２のスイッチ素子は、反転増幅回路の入力側とコンデンサとの間に設けられる。第３の抵抗は、コンデンサを常時充電するために第２のスイッチ素子に並列接続して設けられる。このような前置増幅回路において、第３の抵抗は、コンデンサが放電し始めると、このコンデンサの充電を開始する第３のスイッチ素子である。
【００１２】
また、特開２００１−３２０２５３号公報によれば、切替手段を有する前置増幅回路に関する技術が開示されている。前置増幅回路は、増幅手段と、第１及び第２の帰還抵抗と、位相補償コンデンサと、第１及び第２の切替手段とを有する。増幅手段は、入力信号を増幅して出力する。第１及び第２の帰還抵抗は、この増幅手段の入力端子と出力端子との間に互いに並列に接続される。第１の切替手段は、増幅手段と第２の帰還抵抗との接続を切り替える。位相補償コンデンサは、増幅手段の位相を補償する。第２の切替手段は、入力信号が予め決められたしきい値よりも大きなレベルを有するものである場合に位相補償コンデンサを充電する。前置増幅回路は、第１の切替手段による切替によって増幅手段に接続される帰還抵抗を第１及び第２の帰還抵抗または第１の帰還抵抗のみとすることにより、増幅手段の利得を切り替える。この前置増幅回路において、予め決められたタイミングにて前記位相補償コンデンサを充電する第３の切替手段を有することを特徴とする技術が開示されている。また、この前置増幅回路において、第３の切替手段は、入力信号が入力される度ごとに入力されるリセット信号に基づいて位相補償コンデンサを充電することを特徴とする技術も開示されている。
【００１３】
さらに、特開２００３−１２４７５０号公報によれば、前置増幅回路は、増幅手段と位相補償用コンデンサと利得制御手段とを備える。利得制御手段は、増幅手段への入力信号のレベルが所定しきい値より大の場合に、しきい値以下の場合よりも増幅手段の利得を小に制御する。この前置増幅回路は、利得制御手段が利得を大に制御している状態において、位相補償用コンデンサを充電する充電手段を含むことを特徴とする。この前置増幅回路において、利得制御手段は、入力信号のレベルに応じて利得の切替え制御をなす利得切替信号により動作する。また、充電手段は、利得切替信号が利得を大に切替えることを示している状態において、位相補償用コンデンサを充電するよう構成されている。
【００１４】
また、前置増幅回路は、反転増幅器と、バッファと、第一及び第二の帰還抵抗と、位相補償用コンデンサと、第一のスイッチと、第二のスイッチとを含み、さらに、第三のスイッチと、充電用抵抗とを含むことを特徴とする。反転増幅器は、入力信号を増幅する。バッファは、この反転増幅器の出力をバッアァリングする。第一及び第二の帰還抵抗は、バッファの出力と反転増幅器の入力との間に並列に設けられる。位相補償用コンデンサは、反転増幅器の位相補償をなす。第一のスイッチは、利得切替信号を入力として利得切替えのためのスイッチとして動作すべく第二の抵抗に直列接続される。第二のスイッチは、利得切替信号を入力として位相補償切替えのためのスイッチとして動作すべく位相補償用コンデンサに直列接続される。第三のスイッチは、利得切替信号によりオンオフ制御される。充電用抵抗は、第三のスイッチと位相補償用コンデンサとに直列接続される。この前置増幅回路において、第三のスイッチは、第一及び第二のスイッチがオフの場合にオンとされて位相補償用コンデンサを充電することを特徴とする。さらにこの前置増幅回路において、第三のスイッチと、第一及び第二のスイッチとは相補的にオンオフ制御されるスイッチ素子であることを特徴とする。
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−８３６２号公報
【特許文献２】特開２００１−３２０２５３号公報
【特許文献３】特開２００３−１２４７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、利得切替時において出力に発生するノイズが抑制される前置増幅装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１８】
本発明の観点では、前置増幅装置は、反転増幅回路（１）と第１帰還回路（２，３）と第２帰還回路（４，５）とバースト区間判定部（１２）と利得切替信号生成部（２０）とを具備し、利得が制御される。反転増幅回路（１）は、バースト信号が入力される。第１帰還回路（２，３）は、反転増幅回路（１）の入力ノード（５１）と出力ノード（５４）との間に配置される。バースト区間判定部（１２）は、反転増幅回路（１）の出力に基づいてバースト信号の継続期間を判定し、バースト信号のオフ時期を示す第１信号（Ｓ２）を出力する。利得切替信号生成部（２０）は、反転増幅回路（１）の出力に基づいてバースト信号の振幅を判定し、振幅が所定の閾値を超えたことを示す第２信号（Ｓ１）を出力する。第２帰還回路（４，５）は、第１帰還回路（２，３）と並列に配置され、位相補償用コンデンサ（５）と、第１信号（Ｓ２）と第２信号（Ｓ１）とに基づいて開閉が制御されるスイッチ（６）とを備える。このスイッチ（６）の開閉によって前置増幅装置の利得が制御される。
【００１９】
本発明の前置増幅装置において、第１信号（Ｓ２）は、利得切替信号生成部（２０）に入力され、利得切替信号生成部（２０）によって保持される利得切替状態がリセットされる。利得切替状態はフリップフロップ（２３）が保持する。
【００２０】
本発明の前置増幅装置において、第１信号（Ｓ２）は、バースト信号間の無信号期間のうちの所定の期間だけアクティブになってスイッチ（６）を閉成する。第２信号（Ｓ１）は、反転増幅回路（１）から出力される信号の振幅が所定の閾値を越えたときアクティブになってスイッチ（６）を閉成し、第１信号（Ｓ２）がアクティブになるまで継続する。
【００２１】
本発明の他の観点では、前置増幅装置は、反転増幅回路（１）と第１帰還回路（２，３）と第２帰還回路（４，５）とを具備する。反転増幅回路（１）は、バースト信号が入力される。第１帰還回路（２，３）は、反転増幅回路（１）の入力ノード（５１）と出力ノード（５４）との間に配置される。第２帰還回路（４，５）は、第１帰還回路（２，３）と並列に配置され、第２帰還回路（４，５）を入力ノード（５１）と出力ノード（５４）との間に接続するスイッチ（６）を備える。スイッチ（６）によって第２帰還回路（４，５）が接続されるのは、バースト信号が終了した後の所定の期間、及び、バースト信号が所定の閾値を超えた時のバースト信号が継続する期間だけである。
【００２２】
本発明の前置増幅装置において、第１帰還回路（２，３）は、少なくとも帰還量を設定する第１抵抗（２）を備える。また、第２帰還回路（４，５）は、帰還量を設定する第１抵抗（２）より抵抗値の小さい第２抵抗（４）と、位相補償用コンデンサ（５）とを備える。スイッチ（６）のオン抵抗値は、第２抵抗（４）の抵抗値より小さい。
【００２３】
また、本発明の他の観点では、前置増幅装置は、反転増幅回路（１）と第１帰還回路（２，３）と第２帰還回路（４，５）とを具備する。反転増幅回路（１）は、バースト信号が入力される。第１帰還回路（２，３）は、反転増幅回路（１）の入力ノード（５１）と出力ノード（５４）との間に配置される。第２帰還回路（４，５）は、第１帰還回路（２，３）と並列に配置される。第２帰還回路（４，５）は、利得切替信号（Ｓ０）により制御されて第２帰還回路（４，５）を入力ノード（５１）と出力ノード（５４）との間に接続するスイッチ（６）を備える。利得切替信号（Ｓ０）は、バースト信号が所定の閾値を超えた時と、バースト信号が入力していない時にアクティブになってスイッチ（６）を閉成する。
【００２４】
本発明の前置増幅装置において、利得切替信号（Ｓ０）は、バースト信号が所定の閾値を超えたときは、所定の閾値を超えたバースト信号が終了するまでアクティブが継続する。バースト信号が入力されていないとき、利得切替信号（Ｓ０）は、所定の期間だけアクティブになる。
【００２５】
さらに、本発明の他の観点では、前置増幅装置の利得制御方法は、反転増幅回路（１）と、第１帰還回路（２，３）と、第２帰還回路（４，５）とを具備する前置増幅装置の利得制御方法である。反転増幅回路（１）は、バースト信号が入力される。第１帰還回路（２，３）は、反転増幅回路（１）の入力ノード（５１）と出力ノード（５４）との間に配置される。第２帰還回路（４，５）は、第１帰還回路（２，３）と並列に配置され、位相補償用コンデンサ（５）を備える。前置増幅装置の利得制御方法は、バースト区間判定ステップと利得切替信号生成ステップと利得切替ステップとを備える。バースト区間判定ステップは、反転増幅回路（１）の出力に基づいてバースト信号の継続期間を判定し、バースト信号のオフ時期を示す第１信号を出力する。利得切替信号生成ステップは、反転増幅回路（１）の出力に基づいてバースト信号の振幅を判定し、振幅が所定の閾値を超えたことを示す第２信号を出力する。利得切替ステップは、第１信号（Ｓ２）と第２信号（Ｓ１）とに基づいて、第２帰還回路（４，５）を接続・切断して利得を制御する。
【００２６】
本発明の前置増幅装置の利得制御方法において、利得切替信号生成ステップは、第１信号（Ｓ２）を入力し、利得切替状態をリセットする。
【００２７】
本発明の前置増幅装置の利得制御方法において、利得切替ステップは、第１信号（Ｓ２）と第２信号（Ｓ１）との少なくとも一方がアクティブのとき、第２帰還回路（４，５）を接続して利得を下げる。第１信号（Ｓ２）は、バースト信号間の無信号期間のうちの所定の期間だけアクティブになる。第２信号（Ｓ１）は、反転増幅回路（１）から出力される信号の振幅が所定の閾値を越えたときアクティブになり、第１信号（Ｓ２）がアクティブになるまで継続する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、利得切替時において出力に発生するノイズが抑制される前置増幅装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１及び図３を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明の入力信号のレベルに応じて利得を切り替えるトランスインピーダンス型増幅回路を有する利得切替型前置増幅装置は、図１に示されるように、反転増幅回路１と、帰還抵抗２と位相補償用コンデンサ３と帰還抵抗４と位相補償用コンデンサ５とスイッチ６とを具備する。さらに、利得切替信号生成部２０と、バースト区間判定部１２と、論理和回路２５が接続される。スイッチ６は、ＭＯＳトランジスタなどのスイッチ機能を有する素子であればよく、リレー等が用いられてもよい。
【００３０】
前置増幅装置の入力信号ＩＮは、反転増幅回路１に入力され、この接続点をノード５１とする。反転増幅回路１の出力は、ノード５４に接続され、前置増幅装置の出力信号ＯＵＴとなる。ノード５１とノード５４との間に形成される帰還回路は、帰還抵抗２と位相補償用コンデンサ３とを含む第１帰還回路と、帰還抵抗４と位相補償用コンデンサ５とを含む第２帰還回路とからなる。このうち、第２帰還回路の抵抗４とコンデンサ５は、スイッチ６を介して接続され、スイッチ６が開放されると抵抗４とコンデンサ５は、帰還回路から電気的に排除される。
【００３１】
ノード５４には、バースト区間判定部１２と利得切替信号生成部２０とが接続される。バースト区間判定部１２の出力Ｓ２は、利得切替信号生成部２０に入力されるとともに、論理和回路２５に入力される。利得切替信号生成部２０の出力Ｓ１は、論理和回路２５に入力される。論理和回路２５から出力される利得切替信号Ｓは、スイッチ６に入力され、スイッチ６のオン／オフを制御する。
【００３２】
反転増幅回路１は、抵抗２とコンデンサ３とを備える第１帰還回路と、抵抗４とコンデンサ５とを備える第２帰還回路を有し、利得が制御される。即ち、スイッチ６により第２帰還回路が接続／切断され、前置増幅装置の利得が制御される。スイッチ６のオン／オフは、利得切替信号生成部２０が生成する利得切替信号Ｓにより制御される。スイッチ６のオン状態の抵抗値は、抵抗４の抵抗値に比べて極めて小さい。即ち、（抵抗４の抵抗値）＞＞（スイッチ６のオン抵抗）であり、スイッチ６が閉成された時の抵抗値は、ほぼ抵抗４の抵抗値になる。また、抵抗２の抵抗値と抵抗４の抵抗値との関係は、（抵抗２の抵抗値）＞＞（抵抗４の抵抗値）になっている。したがって、スイッチ６がオン状態になって抵抗４が帰還ループに加わると、その帰還ループの抵抗値は、ほぼ抵抗４の抵抗値となる。コンデンサ３、コンデンサ５は、位相補正用コンデンサである。
【００３３】
スイッチ６は、オンまたはオフの２状態で動作させるため、抵抗４の抵抗値とコンデンサ５の容量値は、スイッチ６がオン状態での所望の利得が得られるように設定される。このとき、（抵抗４の抵抗値）＞＞（スイッチ６のオン抵抗）であるからスイッチ６のオン抵抗は無視でき、抵抗４の抵抗値とコンデンサ５の容量値の選択範囲は広がる。
【００３４】
利得切替信号生成部２０は、基準電圧源２１とコンパレータ２２とフリップフロップ２３とを備える。基準電圧源２１は、入力信号ＩＮが過大入力であるかを判定する閾値を与える。コンパレータ２２は、反転増幅回路１の出力信号ＯＵＴと基準電圧源２１から供給される閾値電圧とを比較する。比較した結果、過大入力であると判定されると、フリップフロップ２３をセットする。フリップフロップ２３がセットされると、利得切替信号Ｓ１がアクティブになる。このフリップフロップ２３は、バースト区間判定部１２の出力信号Ｓ２によってリセットされる。
【００３５】
バースト区間判定部１２は、出力信号ＯＵＴを監視し、バースト信号区間を検出する。バースト信号区間が検出されると、バースト区間判定部１２はバースト信号の終了を以ってリセット信号Ｓ２を利得切替信号生成部２０と倫理和回路２５とに出力する。リセット信号Ｓ２によりフリップフロップ２３はリセットされる。
【００３６】
論理和回路２５は、過大入力が検出されたときにアクティブになる信号Ｓ１と、バースト信号の終了時にアクティブになる信号Ｓ２との論利和信号を利得切替信号Ｓ０としてスイッチ６に出力する。即ち、過大入力が検出されたときと、バースト信号が終了したときに、利得切替信号Ｓ０はアクティブになり、スイッチ６が閉成される。スイッチ６の閉成により第２帰還回路の抵抗４とコンデンサ５が帰還ループに加わり、利得が下がることになる。
【００３７】
このように、入力されるバースト信号ＩＮの入力レベルに応じて利得の切替が行われ、反転増幅回路１は飽和することなく動作することができる。また、バースト信号の終了毎にコンデンサ５が帰還ループに接続されるため、放電状態が長時間継続することが無くなる。
【００３８】
図３を参照して動作を説明する。図３（ａ）は、入力されるバースト信号ＩＮ、図３（ｂ）は、第２帰還回路の位相補償用コンデンサ５のスイッチ６側のノード５２の状態、図３（ｃ）は、バースト区間判定部１２の出力信号Ｓ２、図３（ｄ）は、利得切替信号生成部２０の出力信号Ｓ１、図３（ｅ）は、出力信号ＯＵＴを示す。
【００３９】
図３（ａ）に示されるように、入力信号ＩＮは、バースト状の信号である。バースト区間判定部１２は、図３（ｃ）に示されるように、そのバースト信号の終了毎にリセット信号Ｓ２を出力する。このリセット信号Ｓ２により利得切替信号生成部２０で利得切替信号を保持するフリップフロップ２３がリセットされる。これにより、フリップフロップ２３は、バースト信号の始まりでは通常の利得を指示するように動作することになる。
【００４０】
図３（ａ）に示されるように、閾値レベルに達しないレベルのバースト信号が入力された後に、閾値レベルを超える入力があると、利得切替信号生成部２０のフリップフロップ２３がセットされ、利得切替信号Ｓ１がアクティブになる。利得切替信号Ｓ１がアクティブになると、第２帰還回路が帰還ループに加わって、利得が低下し、反転増幅回路１は飽和することなく閾値を越えるレベルの入力を増幅する。この結果、前置増幅装置は飽和せずに線形性が保たれる。
【００４１】
バースト信号の終了時点でリセット信号Ｓ２がアクティブになるため、論理和回路２５から出力される利得切替信号Ｓ０は、リセット信号Ｓ２に伴ってアクティブになる。利得切替信号Ｓ０が短時間アクティブになって帰還ループに第２帰還回路が接続されると、図３（ｂ）に示されるように、コンデンサ５はそのたびに充電される。したがって、閾値に達しないレベルのバースト信号が継続していた後であっても、コンデンサ５は充電されているため、急激な充電は発生しない。すなわち、従来の回路で発生していたノイズは本発明によれば生じることは無くなる。
【００４２】
また、スイッチ６にＭＯＳトランジスタ等を用いて、小信号入力時にスイッチ６を完全なオフ状態にせずにコンデンサ５の充電を行っても同様の効果を得ることはできる。しかし、そのとき動作している第１帰還回路にコンデンサ５の容量が影響を与えないようにスイッチのオン抵抗に対応するコンデンサ５の容量値を設定する必要があり、回路設計時の制約条件となる。本発明において、スイッチ６は、オン／オフの２状態で使用され、スイッチ６のオン抵抗を無視できるため、設定値の制約条件は少なくなる。
【００４３】
このように、本発明によれば、バースト信号間において位相補償用コンデンサに充電が行われるようになる。その結果、長時間小レベル信号入力、即ち前置増幅装置利得が大きい状態が続いた後の大レベル信号入力（前置増幅装置の利得小の状態になる信号入力）時に、位相補償用コンデンサの放電に起因する位相補償用コンデンサへの大電流引き込み現象が発生しない。そのため、大入力信号入力時の前置増幅装置の出力に発生するノイズを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】発明を実施するための最良の形態に係る利得切替型前置増幅装置の構成を示す図である。
【図２】従来の利得切替型前置増幅装置の構成を示す図である。
【図３】発明を実施するための最良の形態に係る利得切替型前置増幅装置の動作を説明する図である。
【図４】従来の利得切替型前置増幅装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  反転増幅回路
２、４  帰還抵抗
３、５  位相補償用コンデンサ
６  スイッチ
１２  バースト区間判定部
２０  利得切替信号生成部
２１  基準電圧源
２２  コンパレータ
２３  フリップフロップ
２５  論理和回路
【図１】
2006101223.tif 000003
【図２】
2006101223.tif 000004
【図３】
2006101223.tif 000005
【図４】
2006101223.tif 000006